JP6300144B2 - Independent power supply system and control method of independent power supply system - Google Patents
Independent power supply system and control method of independent power supply system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6300144B2 JP6300144B2 JP2014006152A JP2014006152A JP6300144B2 JP 6300144 B2 JP6300144 B2 JP 6300144B2 JP 2014006152 A JP2014006152 A JP 2014006152A JP 2014006152 A JP2014006152 A JP 2014006152A JP 6300144 B2 JP6300144 B2 JP 6300144B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- control unit
- power supply
- time
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 51
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 89
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 20
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 38
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 33
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 description 27
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 23
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/50—Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
- Y04S10/123—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources
Description
本発明は、独立電源システムおよび独立電源システムの制御方法に関する。 The present invention relates to an independent power supply system and a control method for the independent power supply system.
山奥や離島などの無電源地帯では、気象観測装置や通信設備などの電源設備として、電力会社から電力の供給を受けることなく独立して負荷に電力を供給できる独立電源システムが用いられている。このような独立電源システムは、例えば、自然エネルギーに期待する発電電力を利用するため、調達電力が不安定であり、計画運用時間を下回る稼働となる場合がある。独立電源システムは、例えば、太陽電池や風車等によって、自然エネルギーに基づいて発電を行い、発電された電力を気象観測装置等の負荷に供給している。 In power-free zones such as mountains and remote islands, an independent power supply system that can supply power to a load independently without receiving power supply from a power company is used as a power supply facility such as a weather observation device or a communication facility. Since such an independent power supply system uses, for example, generated power expected for natural energy, the procured power may be unstable and may be operated less than the planned operation time. The independent power supply system generates power based on natural energy using, for example, a solar cell or a windmill, and supplies the generated power to a load such as a weather observation device.
また、独立電源システムは、例えば、発電を行う太陽電池と、発電された電力を蓄える蓄電池、充放電回路等から構成される。そして、この独立電源システムは、太陽電池によって発電された電力、および蓄電池に充電された電力を負荷に供給する(例えば、特許文献1参照)。 The independent power supply system includes, for example, a solar cell that generates power, a storage battery that stores the generated power, a charge / discharge circuit, and the like. And this independent power supply system supplies the electric power generated with the solar cell, and the electric power charged by the storage battery to a load (for example, refer patent document 1).
このような独立電源システムは、例えば、植物工場において、植物に光を照射するための光源に電力を与えるために用いられている。植物工場では、例えば、1日のうち10時間、光源を点灯し、残りの時間、光源を消灯する。または、植物工場では、24時間、連続して光源を点灯させ続ける。そして、独立電源システムは、自然エネルギーに基づいて発電した電力、および蓄電池に充電された電力を、負荷である光源に供給する。 Such an independent power supply system is used, for example, in a plant factory to supply power to a light source for irradiating light to a plant. In the plant factory, for example, the light source is turned on for 10 hours in a day, and the light source is turned off for the remaining time. Alternatively, in the plant factory, the light source is continuously turned on for 24 hours. And an independent power supply system supplies the electric power generated based on natural energy, and the electric power charged by the storage battery to the light source which is a load.
しかしながら、自然エネルギーに基づいて発電する電力は、天候等の自然環境の変化によって発電量が変動するため、その瞬間の発電電力が見込めないときや、ある期間の電力量が見込めないときがあるという課題があった。 However, the amount of electric power generated based on natural energy varies depending on changes in the natural environment such as the weather, so there are times when the generated power at that moment cannot be expected or the amount of power for a certain period cannot be expected. There was a problem.
上述の課題を鑑み、本発明は、発電された電力に変動があっても、電力に応じて負荷を制御することができる独立電源システムおよび独立電源システムの制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an independent power supply system and a control method for an independent power supply system that can control a load according to the electric power even when the generated electric power varies. .
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る独立電源システムは、自然エネルギーに基づいて発電し、植物育成用照明である照明機器に電力を供給する少なくとも1つの電源と、天候情報と前記電源から前記照明機器に供給される電力量の状況とに基づいて、所定時間の間を対象として前記電源から前記照明機器に供給可能な前記電源の電力を推定し、推定した結果に基づいて、前記所定時間と前記照明器具の輝度の目標値として設定された基準輝度とから決まる照射量を満たすようにしつつ、前記推定された電力の範囲内で前記照明機器の輝度を制御する負荷制御部と、を備える。
In order to solve the above-described problem, an independent power supply system according to one embodiment of the present invention includes at least one power supply that generates power based on natural energy and supplies power to a lighting device that is a plant-growing lighting, and weather information based on the on the basis of power and status of the amount of power supplied to the lighting device, the power estimation of the power that can be supplied to the lighting device from the power supply during a target for a predetermined time, the estimated results Load control for controlling the luminance of the lighting device within the estimated power range while satisfying an irradiation amount determined from the predetermined time and a reference luminance set as a target value of the luminance of the lighting fixture A section.
また、本発明の一態様に係る独立電源システムにおいて、前記天候情報は、自独立電源システムが設置されている地点を含む場所の時間毎の日照量または風速の情報であるようにしてもよい。 Moreover, the independent power supply system which concerns on 1 aspect of this invention WHEREIN: You may make it the said weather information be the information of the sunshine amount or wind speed for every time of the place containing the point where the self-independent power supply system is installed.
また、上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る独立電源システムにおいて、前記負荷制御部は、前記所定時間のうち第1時間において、前記推定された電力が前記基準輝度に応じた電力よりも小さい場合であって、前記所定時間のうち前記第1時間よりも後の第2時間において、前記推定された電力が前記基準輝度に応じた電力よりも大きい場合には、前記第2時間において、前記基準輝度に応じた電力に対して前記推定された電力が余剰する範囲で、前記照明機器の輝度が前記基準輝度よりも高くなるように制御するようにしてもよい。
また、上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る独立電源システムにおいて、前記負荷制御部は、前記所定時間のうち第1時間において、前記推定された電力が前記基準輝度に応じた電力よりも大きい場合であって、前記所定時間のうち前記第1時間よりも後の第2時間において、前記推定された電力が前記基準輝度に応じた電力よりも小さい場合には、前記第1時間において、前記基準輝度に応じた電力に対して前記推定された電力が余剰する範囲で、前記照明機器の輝度が前記基準輝度よりも高くなるように制御するようにしてもよい。
Further, in order to solve the above-described problem, in the independent power supply system according to one aspect of the present invention, the load control unit is configured such that the estimated power corresponds to the reference luminance in a first time of the predetermined time. When the estimated power is larger than the power corresponding to the reference brightness in a second time after the first time in the predetermined time. In two hours, the luminance of the lighting device may be controlled to be higher than the reference luminance in a range where the estimated power is surplus with respect to the power corresponding to the reference luminance.
Further, in order to solve the above-described problem, in the independent power supply system according to one aspect of the present invention, the load control unit is configured such that the estimated power corresponds to the reference luminance in a first time of the predetermined time. When the estimated power is smaller than the power corresponding to the reference luminance in a second time after the first time in the predetermined time. In one hour, the luminance of the lighting apparatus may be controlled to be higher than the reference luminance within a range where the estimated power is surplus with respect to the power corresponding to the reference luminance.
また、本発明の一態様に係る独立電源システムにおいて、前記電源を複数備え、前記複数の電源のうち少なくとも1つの電源が蓄電池であり、前記蓄電池に充電されている容量に関する容量情報を取得する情報取得部を備え、前記負荷制御部は、前記情報取得部が取得した前記容量情報に基づいて、前記照明機器の輝度を制御するようにしてもよい。
Further, in the independent power supply system according to one aspect of the present invention, information that includes a plurality of the power supplies, at least one of the plurality of power supplies is a storage battery, and acquires capacity information regarding a capacity charged in the storage battery. An acquisition unit may be provided, and the load control unit may control the luminance of the lighting device based on the capacity information acquired by the information acquisition unit.
上述の課題を解決するために、本発明の一態様に係る独立電源システムの制御方法は、自然エネルギーに基づいて発電し、植物育成用照明である照明機器に電力を供給する少なくとも1つの電源を有する独立電源システムにおける独立電源システムの制御方法であって、負荷制御部が、天候情報と、前記電源から前記照明機器に供給される電力量の状況とに基づいて、所定時間の間を対象として前記電源から前記照明機器に供給可能な前記電源の電力を推定し、推定した結果に基づいて、前記所定時間と前記照明器具の輝度の目標値として設定された基準輝度とから決まる照射量を満たすようにしつつ、前記推定された電力の範囲内で前記照明機器の輝度を制御する負荷制御手順と、を含む。 In order to solve the above-described problem, a control method of an independent power supply system according to one embodiment of the present invention includes at least one power supply that generates power based on natural energy and supplies power to a lighting device that is a plant-growing lighting. A method for controlling an independent power supply system in an independent power supply system, wherein the load control unit targets a predetermined time based on weather information and a status of an amount of power supplied from the power supply to the lighting device. The power of the power supply that can be supplied from the power supply to the lighting device is estimated, and based on the estimated result, the irradiation amount determined from the predetermined time and a reference luminance set as a target value of the luminance of the lighting fixture is satisfied. And a load control procedure for controlling the luminance of the lighting device within the estimated power range .
本発明によれば、独立電源システムは、発電された電力に変動があっても、電力に応じて負荷を制御することができる。 According to the present invention, the independent power supply system can control the load according to the power even if the generated power varies.
[第1実施形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る独立電源システム1の概略構成図である。図1に示すように、独立電源システム1は、制御部10、第1電源20−1〜第5電源20−5、充放電制御部71、及び充放電制御部72を備えている。また、制御部10には、駆動回路30および駆動回路40が接続されている。なお、図1では、独立電源システム1が、5つの電源を備える例を示したが、1つの電源と1つの蓄電池以上であればよい。
以下の本実施形態の説明では、独立電源システム1を植物工場に適用する例を説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an independent
In the following description of the present embodiment, an example in which the independent
駆動回路30には、制御部10から電圧Vl1が供給される。駆動回路30は、制御部10が出力した制御信号に応じて、制御部10が出力した電力を用いて、負荷50を駆動する。
駆動回路40には、制御部10から電圧Vl2が供給される。駆動回路40は、制御部10が出力した制御信号に応じて、制御部10が出力した電力を用いて、負荷60を駆動する。
なお、駆動回路30に供給される電力の電圧値Vl1と、駆動回路40に供給される電力の電圧値Vl2とは、異なっていても、同じであってもよい。
The drive circuit 30 is supplied with the voltage Vl1 from the
The
The voltage value Vl1 of power supplied to the drive circuit 30 and the voltage value Vl2 of power supplied to the
負荷50および負荷60は、植物に光を照射する照明機器であり、例えばHIDランプ(高輝度放電灯)、蛍光灯、LED(発光ダイオード)等のいずれか1つであってもよい。また、負荷50の消費電力は、Psl1であり、負荷60の消費電力は、Psl2である。
The
第1電源20−1は、風力発電機であり、風車翼、発電機を有している。第1電源20−1は、風のエネルギーによって風車翼を回転させ、この風車翼が回転したときの回転エネルギーを発電機によって電気エネルギーに変換する。第1電源20−1は、このようにして発電した電力を制御部10に出力する。第1電源20−1の発電電力はPs1である。また、第1電源20−1の出力電圧の電圧値はVs1’である。なお、第1電源20−1の発電を効率よく制御するために、第1電源20−1と制御部10との間に、充放電の制御を行うコントローラおよび蓄電池を備えていてもよい。さらに、充放電の制御を行うコントローラは、MPPT(Maximum Power Point Tracking;最大電力点追従)方式の制御部を備えていてもよい。ここで、MPPT制御とは、出力される電力が最大となる最適動作点で動作させるように制御する方式である。
The first power supply 20-1 is a wind power generator, and includes a wind turbine blade and a power generator. The 1st power supply 20-1 rotates a windmill blade with the energy of a wind, and converts the rotational energy when this windmill blade rotates into electrical energy with a generator. The first power supply 20-1 outputs the electric power generated in this way to the
第2電源20−2および第3電源20−3は、太陽光発電機であり、太陽電池を複数並べて相互接続した太陽光パネルを有している。第2電源20−2および第3電源20−3は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する。第2電源20−2および第3電源20−3は、このようにして発電した電力を制御部10に出力する。第2電源20−2の発電電力はPs2であり、第3電源20−3の発電電力はPs3である。また、第2電源20−2の出力電圧の電圧値はVs2’であり、第3電源20−3の出力電圧の電圧値はVs3’である。第1電源20−1と同様に、第2電源20−2と制御部10との間、および第3電源20−3と制御部10との間に、充放電の制御を行うコントローラおよび蓄電池を備えていてもよい。
The second power source 20-2 and the third power source 20-3 are solar power generators and have solar panels in which a plurality of solar cells are arranged and interconnected. The second power supply 20-2 and the third power supply 20-3 convert sunlight energy into electrical energy. The second power supply 20-2 and the third power supply 20-3 output the power generated in this way to the
第4電源20−4および第5電源20−5は、蓄電池である。第4電源20−4は、例えば、第2電源20−2によって発電された電力が充放電制御部71によって充電される。 第5電源20−5は、例えば、第3電源20−3によって発電された電力が充放電制御部71によって充電される。第4電源20−4および第5電源20−5は、それぞれ充電された電力を制御部10に出力する。第4電源20−4の電力はPs4であり、第5電源20−5の電力はPs5である。また、第4電源20−4の出力電圧の電圧値はVs4’であり、第5電源20−5の出力電圧の電圧値はVs5’である。
The fourth power supply 20-4 and the fifth power supply 20-5 are storage batteries. For example, the fourth power supply 20-4 is charged by the charge /
充放電制御部71は、第2電源20−2によって発電された電力を第4電源20−4に充電するように制御する。また、充放電制御部71は、第4電源20−4に充電された電力を制御部10に供給するように制御する。
充放電制御部72は、第3電源20−3によって発電された電力を第5電源20−5に充電するように制御する。また、充放電制御部72は、第5電源20−5に充電された電力を制御部10に供給するように制御する。
The charge /
The charge /
制御部10は、第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5、ダイオード102−1〜102−5、第6電圧変換器103、第7電圧変換器104、情報取得部105、負荷制御部106、および記憶部107を備えている。制御部10は、第1電源20−1〜第5電源20−5の各々が出力した電力について、第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5の各々によって電圧値を変圧する。そして、制御部10は、記憶部107に記憶されている情報および情報取得部105が取得した情報に基づいて、第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5からダイオード102−1〜102−5を介して母線直流バスplに変圧した電力を供給する。また、制御部10は、母線直流バスplに供給した電力の電圧を、第6電圧変換器103および第7電圧変換器104によって変圧し、変圧した電力を駆動回路30に供給する。さらに、制御部10は、情報取得部105によって、外部から独立電源システム1が設置されている地点の天候に関する情報(以下、天候情報という)を取得し、また蓄電池である第4電源20−4および第5電源20−5の残りの容量(以下、残容量という)を取得する。そして、制御部10は、取得した天気情報、負荷制御部106によって、残容量情報に基づいて、負荷50を駆動する駆動回路30、および負荷60を駆動する駆動回路40を制御する駆動制御信号を生成し、生成した駆動制御信号を駆動回路30および駆動回路40に出力する。
The
以下の説明において、第1電源20−1〜第5電源20−5のうちの1つを特定しない場合は、第n電源20−n(nは1から5の整数)という。また、第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5のうちの1つを特定しない場合は、第n電圧変換器101−nという。また、ダイオード102−1〜102−5のうちの1つを特定しない場合は、ダイオード102−nという。また、第n電源20−nの出力電圧をVsn’といい、第n電圧変換器101−nの出力電圧をVsnという。 In the following description, when one of the first power supply 20-1 to the fifth power supply 20-5 is not specified, it is referred to as an nth power supply 20-n (n is an integer of 1 to 5). Further, when one of the first voltage converter 101-1 to the fifth voltage converter 101-5 is not specified, it is referred to as an nth voltage converter 101-n. When one of the diodes 102-1 to 102-5 is not specified, it is referred to as a diode 102-n. The output voltage of the nth power supply 20-n is referred to as Vsn ', and the output voltage of the nth voltage converter 101-n is referred to as Vsn.
第n電圧変換器101−nは、入力端が、対応する第n電源20−nに接続され、出力端が、対応するダイオード102−nのアノードに接続されている。
ダイオード102−nのカソードは、母線直流バスplに接続されている。ダイオード102−nは、対応する第n電圧変換器101−nが出力し負荷50および負荷60に流れる電流が、他の第n電圧変換器101−nに逆流するのを防止する。なお、以下の説明では、説明を簡単にするために、ダイオード102−nによる電圧降下を省略して説明している。また、電圧降下を低減するために、ダイオード102−nには、ショットキーバリアダイオードを用いてもよい。
The n-th voltage converter 101-n has an input terminal connected to the corresponding n-th power supply 20-n and an output terminal connected to the anode of the corresponding diode 102-n.
The cathode of the diode 102-n is connected to the bus DC bus pl. The diode 102-n prevents the current output from the corresponding nth voltage converter 101-n and flowing through the
第n電圧変換器101−nは、DC−DC(直流―直流)コンバータであり、第n電源20−nが出力した直流電圧Vsn’を直流電圧Vsnに変換し、変換した直流電圧Vsnを、負荷制御部106が出力した制御信号に応じてダイオード102−nを介して母線直流バスplに供給する。
The nth voltage converter 101-n is a DC-DC (direct current-direct current) converter, converts the direct current voltage Vsn ′ output from the nth power source 20-n into the direct current voltage Vsn, and converts the converted direct current voltage Vsn to In response to the control signal output from the
第6電圧変換器103は、DC−DCコンバータであり、母線直流バスplから供給された直流の電圧を、予め定められている直流の電圧値の電圧Vl1に変換し、変換した電力を駆動回路30に出力する。第6電圧変換器103は、DC−AC(直流−交流)コンバータであってもよい。
第7電圧変換器104は、DC−DCコンバータであり、母線直流バスplから供給された直流の電圧を、予め定められている直流の電圧値の電圧Vl2に変換し、変換した電力を駆動回路40に出力する。第7電圧変換器104は、DC−AC(直流−交流)コンバータであってもよい。なお、電圧Vl1およびVl2は、電圧Vs1〜Vs5の電圧値より高い電圧であってもよい。
The
The
情報取得部105は、独立電源システム1が設置されている地点に関する天候情報を取得する。なお、天候情報とは、例えば、独立電源システム1が設置されている地点を含む地域に関する一週間分の天気予報の情報及び実績情報であり、少なくとも時刻毎の日照量または風速に関する情報を含む情報である。情報取得部105は、この天候情報を、例えば予め定められている時刻、または予め定めている時間間隔で不図示のネットワーク経由で取得する。また、情報取得部105は、蓄電池である第4電源20−4および第5電源20−5の残容量情報を取得する。なお、情報取得部105は、例えば予め定められている時刻、または予め定めている時間間隔で残容量情報を取得する。情報取得部105は、取得した天候情報および残容量情報を、負荷制御部106に出力する。なお、独立電源システム1は、予報情報と実績情報を比較して補正するために、日射量計や風速計を備えていてもよい。この場合、情報取得部105は、日射量計や風速計から日照量や風速を実績情報として取得し、取得した日照量や風速を負荷制御部106に出力するようにしてもよい。
The
記憶部107には、独立電源システム1が設置されている植物工場で栽培されている植物や作物に応じた、照明機器の点灯および消灯の稼働スケジュールが記憶されている。また、記憶部107には、独立電源システム1が設置されている地域の、例えば一週間分の日照量と時刻とが関連づけられた情報が記憶されている。
The
負荷制御部106は、情報取得部105が出力した天候情報を記憶部107に記憶させる。負荷制御部106は、取得した天候情報に基づいて、例えば、1日または1週間に発電される電力量を推測する。負荷制御部106は、推測した電力量、記憶部107に記憶されているスケジュール、情報取得部105が出力した残容量情報、および記憶部107に記憶されている天候情報に基づいて、駆動回路30および40に電力を供給する電源20を選択する。そして、負荷制御部106は、選択した結果に応じて第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5のうち、0個、1個、あるいは2個以上の電力を出力するか制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5に出力する。なお、制御信号は、第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5の各々に対して、オン状態またはオフ状態に制御する信号である。
また、負荷制御部106は、記憶部107に記憶されているスケジュールと天候情報、情報取得部105が出力した残容量情報、および生成した制御信号に基づいて、光量および点灯時間を制御するための駆動制御信号を生成し、生成した駆動制御信号を、駆動回路30および40に出力する。
The
The
図2は、本実施形態に係る輝度を調整開始する時間の決定方法の一例を説明する図である。図2(a)は、時刻に対する予測される日射量の関係を示すグラフである。図2(b)は、時刻に対する蓄電池の残容量の関係を示すグラフである。図2(c)は、時刻に対する光源の残点灯状態の関係を示すグラフである。また、図2(a)〜図2(c)において、横軸は時刻、図2(a)において、縦軸は予測される単位面積当たりの日照量[W/m2](太陽光発電可能予測ともいう)、図2(b)において、縦軸は蓄電池の残容量[%]、図2(c)において、縦軸は光源の点灯状態である。なお、図2(b)において、SC10は残容量が10%、SC90は残容量が90%で表している。また、図2(c)において、P0は、消灯、P70は70%の輝度で点灯、P100は100%の輝度で点灯、P130は130%の輝度で点灯を表している。なお、図2で説明する蓄電池は、第4電源20−4または、第5電源20−5のいずれか一方である。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a method for determining the time to start adjusting the luminance according to the present embodiment. FIG. 2A is a graph showing the relationship of the predicted solar radiation amount with respect to time. FIG.2 (b) is a graph which shows the relationship of the remaining capacity of a storage battery with respect to time. FIG. 2C is a graph showing the relationship of the remaining lighting state of the light source with respect to time. 2 (a) to 2 (c), the horizontal axis represents time, and in FIG. 2 (a), the vertical axis represents the predicted amount of sunshine per unit area [W / m 2 ] (capable of solar power generation). In FIG. 2B, the vertical axis indicates the remaining capacity [%] of the storage battery, and in FIG. 2C, the vertical axis indicates the lighting state of the light source. In FIG. 2B, SC10 represents 10% remaining capacity, and SC90 represents 90% remaining capacity. Further, in FIG. 2C, P0 is extinguished, P70 is lit with a luminance of 70%, P100 is lit with a luminance of 100%, and P130 is lit with a luminance of 130%. In addition, the storage battery demonstrated in FIG. 2 is either the 4th power supply 20-4 or the 5th power supply 20-5.
また、図2(a)において、符号201が示す曲線は、時刻に対する予測される日射量の関係の曲線である。図2(b)において、実線211は蓄電池の残容量の推移、鎖線212は、輝度が100%の場合の負荷制御部106によって計算された時刻に対する蓄電池の残容量の推移、一点鎖線213は輝度が時刻t1から70%に変化した場合の負荷制御部106によって計算された時刻に対する蓄電池の残容量の推移を示している。図2(c)において、実線221は輝度が100%の状態、鎖線222は、輝度が時刻t1からt3の期間に100%であり時刻t3からt4に期間に0%の状態、一点鎖線223は輝度が時刻t1からt4の期間に70%の状態、二点鎖線224は輝度が時刻t5以降に130%の状態を示している。
Further, in FIG. 2A, a curve indicated by
ここで、植物工場における輝度調整の条件を説明する。植物工場における条件は、以下の条件1及び条件2である。なお、負荷50及び60は、光源であるとする。
条件1:植物育成上、点灯時間に輝度が完全にゼロになってはいけない。
条件2:明るさが若干暗くなることは許容される。
Here, the conditions of luminance adjustment in the plant factory will be described. The conditions in the plant factory are the
Condition 1: For plant growth, the luminance should not be completely zero during the lighting time.
Condition 2: The brightness is allowed to be slightly dark.
図3は、本実施形態に係る負荷制御部106の処理を説明する図である。図3(a)は、図2(a)の時刻に対する予測される日射量の関係を示す曲線201の時刻t0からt4を抜き出した図である。図3(b)は、図2(c)の時刻t0からt4における実線221を抜き出した図である。図3(c)は、図2(b)の時刻t0からt4における実線211及び一点鎖線213を含む領域の図を抜き出した図である。図3(d)は、図2(c)の時刻t0からt4における実線211及び一点鎖線223を含む領域の図を抜き出した図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining processing of the
負荷制御部106は、上記の条件1及び条件2に基づいて、時刻t0において、蓄電池(第4電源20−4および第5電源20−5)のみを用いる場合の判定計算を開始する。以下に、負荷制御部106が行う蓄電池のみを用いる場合の判定計算の例を説明する。
負荷制御部106は、取得した蓄電池の使用可能な残容量と、図3(b)の符号221aが示す領域に示す時刻t0からt4の間の当初の点灯輝度である100%の輝度における総消費電力の関係から、輝度を100%で使用した場合の蓄電池の残容量の推移(以下、蓄電池残容量推移ともいう)である図3(c)の実線211を推定する。図3(c)に示すように、輝度を100%にして光源を点灯させた場合、時刻t0において残容量が90%、時刻t3において残量量が10%に推移することになる。この結果、図2(b)の鎖線212及び図2(c)の鎖線222に示すように、時刻t3までは輝度100%を維持し、その後、時刻t3から時刻t4の輝度は0%になることが推定される。この推測結果は、上述した条件1に反することになる。なお、負荷制御部106は、蓄電池のみを用いた判定計算の結果、条件1及び条件2に反しないとき、蓄電池のみを用いて運用を行うようにしてもよい。
Based on
The
負荷制御部106は、蓄電池のみを用いた判定計算の結果、条件1及び条件2に反するとき、太陽光による発電を用いる場合、輝度低下の場合の判定計算を行う。以下に、負荷制御部106が行う太陽光による発電を用いる場合、輝度低下の場合の判定計算の例を説明する。
このため、負荷制御部106は、図3(a)の曲線201に示す期待される発電電力量と、取得した蓄電池の使用可能な残容量と、輝度が70%の場合の消費電力とに基づいて、いつの時刻から輝度を70%に落とせば時刻t4まで蓄電池の残容量が持つか否かを逆算する。図2(b)及び図3(c)の一点鎖線213は、その逆算結果である。計算の結果、図2(b)のように、時刻t1から輝度を100%から70%に落とせば、時刻t4まで蓄電池の残容量が持つことを示している。なお、負荷制御部106は、落とす輝度の値を、例えばまず80%で計算して時刻t4まで蓄電池の残容量が持つか否かを判定し、持たないと判定された場合に0%について計算するようにしてもよい。同様に、負荷制御部106は、輝度を70%に落としても時刻t4まで蓄電池の残容量が持たないと判別された場合、さらに輝度が60%の場合について計算するようにしてもよい。
負荷制御部106は、この計算結果に基づいて、時刻t0からt1までの輝度を100%、時刻t1からt4の輝度が70%となる運用スケジュールを決定する。
As a result of the determination calculation using only the storage battery, the
For this reason, the
Based on the calculation result, the
負荷制御部106は、所定時間(例えば30分)毎に上述した計算を再度行い、時刻t4まで蓄電池の残容量が持つ時刻を補正する。この場合、負荷制御部106は、蓄電池の残容量だけではなく、風速計や日射計などの実測値も用いて、時刻t4まで蓄電池の残容量が持つ時刻を補正するようにしてもよい。
The
そして、負荷制御部106は、算出された時刻t1のとき、図3(d)の実線221のように輝度100から、一点鎖線223のように輝度を70%に下げるように制御する。
なお、負荷制御部106は、このように輝度を下げた場合、下げた輝度に見合った分を、太陽光によって発電される電力に余裕がある時刻t5以降、図2(c)の二点鎖線224のように輝度130%で光源を点灯させるように制御させる。このように、100%以上の輝度で、いつの時刻から点灯させるかを、負荷制御部106は、図3(a)の曲線201に示す期待される発電電力量と、取得した蓄電池の使用可能な残容量と、輝度が130%の場合の消費電力とに基づいて、逆算する。
Then, at the calculated time t1, the
In addition, when the brightness | luminance is reduced in this way, the
なお、輝度が100%とは、例えば光源である負荷50または60の最大輝度を例えば150%としたとき、その輝度より50%低い輝度である。このように最大輝度を100%の輝度としない理由は、後述するように、本実施形態では、負荷50および負荷60を130%の輝度等で点灯させる場合があるからである。このように輝度100%や130%を実現するには、例えば、負荷50が、150個のLEDで構成されている場合、このうち100個のLEDを点灯させることで100%の輝度を実現し、130個のLEDを点灯させることで、130%の輝度を実現するようにしてもよい。
The luminance of 100% is a luminance that is 50% lower than the luminance when the maximum luminance of the
次に、制御部10の動作について説明する。
図4は、本実施形態に係る制御部10の動作手順の概略を示すフローチャートである。
(ステップS1)情報取得部105は、独立電源システム1が設置されている地点に関する天候情報を取得する。
(ステップS2)情報取得部105は、蓄電池である第4電源20−4および第5電源20−5の残容量情報を取得する。
Next, the operation of the
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of an operation procedure of the
(Step S1) The
(Step S2) The
(ステップS3)負荷制御部106は、情報取得部105が出力した天候情報を記憶部107に記憶させる。次に、負荷制御部106は、記憶部107に記憶させた天候情報を読み出し、読み出した天候情報に含まれる時間毎の風速、日照量を抽出する。次に、負荷制御部106は、抽出した時間毎の風速を用いて、第1電源20−1によって発電される電力を推定する。次に、負荷制御部106は、抽出した時間毎の日照量を用いて、第2電源20−2および第3電源20−3によって発電される電力を推定する。
(ステップS4)負荷制御部106は、記憶部107に記憶されている負荷50及び負荷60の稼働スケジュールを読み出し、読み出した稼働スケジュールに応じて負荷50及び負荷60による消費電力を推定する。
(Step S <b> 3) The
(Step S4) The
(ステップS5)負荷制御部106は、推定した発電電力、推定した消費電力、読み出した稼働スケジュール、情報取得部105が出力した残容量情報に基づいて制御信号を生成する。次に、負荷制御部106は、生成した制御信号を第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5に出力する。なお、燃料電池は出力までに時間がかかる。このため、負荷制御部106は、自然エネルギー発電では電力が足りなくなることを予測(計算)し、足りなくなる時間に間に合うように起動させるように制御信号を生成する。なお、制御信号には、例えば、蓄電池への充電停止とその解除または放電停止とその解除、燃料電池の起動または停止が含まれる。
(Step S5) The
(ステップS6)負荷制御部106は、推定した電力、読み出したスケジュール、情報取得部105が出力した残容量情報、およびステップS5で生成した制御信号に基づいて、駆動制御信号を生成し、生成した駆動制御信号を駆動回路30および駆動回路40に出力する。
以降、制御部10は、ステップS1〜S6の処理を、予め定められている周期で、各情報を基に蓄電池残容量の再計算や燃料電池運転開始時間を再計算したのち駆動制御信号を生成する。予め定められている周期とは、例えば30分毎である。
(Step S6) The
Thereafter, the
次に、ステップS5で行う制御信号を生成するための稼働スケジュールを決定(補正)する処理手順を説明する。図5は、本実施形態に係る蓄電池の残容量に応じて稼働スケジュールを補正する処理手順のフローチャートである。
(ステップS11)負荷制御部106は、蓄電池の残容量を取得する。次に、負荷制御部106は、当初の点灯輝度である100%の輝度における消費電力を算出し、算出した消費電力に基づいて、輝度を100%で使用した場合の蓄電池残容量推移を推定する。
Next, a processing procedure for determining (correcting) an operation schedule for generating a control signal performed in step S5 will be described. FIG. 5 is a flowchart of a processing procedure for correcting the operation schedule according to the remaining capacity of the storage battery according to the present embodiment.
(Step S11) The
(ステップS12)負荷制御部106は、推定した蓄電池残容量推移、取得した天候情報、及び記憶部に記憶されている稼働スケジュールに基づいて、100%の輝度を賄えるか否かを判定する。
(ステップS13)負荷制御部106は、ステップS13で判定した結果に応じて、輝度を維持するか下げるかを判定する。
(ステップS14)負荷制御部106は、ステップS13で判定した結果に応じて、輝度をいつの時刻に下げるかを示す稼働スケジュールを決定する。
(Step S12) The
(Step S13) The
(Step S <b> 14) The
図6は、本実施形態に係る光源を減光(輝度を下げる)または増光(輝度を上げる)を行う時間帯の一例を説明する図である。
図2及び図3で説明したように、本実施形態では、自然エネルギーによって発電される電力、蓄電池に充電されている残容量が不足することが推測させるとき、減光するように制御する。そして、本実施形態では、減光による不足分を、発電される電力に余剰が発生すると推定される日中に増光することによって補填する。減光や増光を行う時間帯は、図6のように、予め定めておいてもよい。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a time period during which the light source according to the present embodiment is dimmed (decreases brightness) or brightened (increased brightness).
As described with reference to FIGS. 2 and 3, in this embodiment, when it is estimated that the electric power generated by natural energy and the remaining capacity charged in the storage battery are insufficient, control is performed so that the light is dimmed. In the present embodiment, the shortage due to dimming is compensated by increasing light during the day when it is estimated that surplus power is generated. The time zone for dimming or brightening may be determined in advance as shown in FIG.
図6に示す例では、第1の時間帯(0時0分0秒から5時59分59秒まで)において、制御部10は、減光実施設定より余剰予測または供給電力量を判定し、減光処理を行う。減光処理を行った場合、制御部10は、増光させるべき光量(輝度と時間)を記憶する。なお、条件によっては減光しない場合もある。
次に、第2の時間帯(6時0分0秒から17時59分59秒まで)において、制御部10は、余剰電力の判定を行い、増光実施または供給電力量を判定し、記憶させた増光させるべき光量に応じた増光実施設定を算出する。制御部10は、算出した増光実施設定に従って増光処理を行う。なお、条件によっては増光しない場合もある。
次に、第3の時間帯(18時0分0秒から23時59分59秒まで)において、制御部10は、減光処理が行われ且つ余剰電力による増光が実施できなかった場合、蓄電池(第4電源20−4または第5電源20−5)に充電されている電力を用いて、増光実施設定に従って増光処理を行う。なお、条件によっては増光しない場合もある。
なお、上述した各時間帯は、例えば季節や生産する植物に応じて変更するようにしてもよい。また、時間帯も3つに限られず、2つ以上であればよい。
In the example shown in FIG. 6, in the first time zone (from 0: 0: 0 to 5:59:59), the
Next, in the second time zone (from 6:00:00 to 17:59:59), the
Next, in the third time zone (from 18:00:00 to 23:59:59), the
In addition, you may make it change each time slot | zone mentioned above according to the season and the plant to produce, for example. Also, the time zone is not limited to three and may be two or more.
なお、余剰電力とは第2の時間帯において、自然エネルギー発電可能電力が消費電力を上回っていて、使用しなければ廃棄されてしまう分の電力を指す。また、増光より充電を優先することとし、蓄電池が満充電になってから増光を実施する。なお、満充電と判断する基準は、例えば蓄電池である第4電源20−4及び第5電源20−5が充電停止状態にある状態であるとする。すなわち、第4電源20−4及び第5電源20−5の両方の蓄電池が一度満充電に達し、その後に充電可能となる蓄電池の残容量(SOC)まで放電していない状態とする。 The surplus power indicates the amount of power that can be discarded if the natural energy power that can be generated exceeds the power consumption in the second time period and is not used. In addition, the charging is prioritized over the brightening, and the brightening is performed after the storage battery is fully charged. Note that the criterion for determining full charge is, for example, a state in which the fourth power source 20-4 and the fifth power source 20-5, which are storage batteries, are in a charge stop state. That is, the storage batteries of both the fourth power supply 20-4 and the fifth power supply 20-5 reach full charge once, and are not discharged to the remaining capacity (SOC) of the storage battery that can be charged thereafter.
なお、減光を実施する時間を制限する理由は、制限を設けないと増光による補填が保証できなくなるためである。例えば、晴れの日であった場合でも充電を優先した場合の余剰電力が得られる時間は多くても2〜3時間程度になる場合がある。このため、本実施形態では、増光よりも充電を優先するため、充電を完了後になお余剰電力がある場合のみ増光が可能となる。 Note that the reason for limiting the time for performing dimming is that if no limitation is provided, compensation by brightening cannot be guaranteed. For example, even if it is a sunny day, the time for obtaining surplus power when charging is given priority may be about 2 to 3 hours at most. For this reason, in this embodiment, since charging is prioritized over brightening, brightening is possible only when there is surplus power after completion of charging.
図7は、本実施形態に係る光源の照明制御レベルの一例を説明する図である。本実施形態では、光源の輝度を制御するために、図7に示すLED照明制御レベルという概念を用いる。なお、図7では、光源がLEDである例を説明する。
図7に示すように、レベル1は、光源の状態が点灯維持の状態であり、動作内容が「蓄電池の放電は自然エネルギー+燃料電池で足りない場合とし、放電時に備えて可能な限り充電を行う」である。
また、レベル2は、光源の状態が減光の状態であり、動作内容が「蓄電池の放電時、LED照明の輝度を落として消費電力を抑えることで、蓄電池が放電できる時間を延長させる」である。ただし、動作内容において、減光設定の内容によっては消灯を実施する場合がある。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the illumination control level of the light source according to the present embodiment. In the present embodiment, the concept of LED illumination control level shown in FIG. 7 is used to control the luminance of the light source. FIG. 7 illustrates an example in which the light source is an LED.
As shown in FIG. 7,
次に、減光と増光との組み合わせの例を説明する。
減光実施設定の判定条件は、以下の減光条件1または減光条件2である。
(減光条件1)減光が必要であるが、かつ当日の発電量及び負荷を予測した結果、日中の余剰電力による増光で補填できると判断した場合にのみ減光を実施する。
(減光条件2)減光が必要な場合は無条件で実施する。
Next, an example of a combination of dimming and brightening will be described.
The determination condition for the dimming execution setting is the
(Dimming condition 1) Dimming is performed only when dimming is necessary, and as a result of predicting the power generation amount and load on that day, it can be compensated by dimming with surplus power during the day.
(Dimming condition 2) When dimming is necessary, it is carried out unconditionally.
増光実施設定の判定条件は、以下の増光条件1または増光条件2である。
(増光条件1)増光は日中の余剰電力によってのみ行う。余剰がない分は増光を実施しない。
(増光条件2)減光した分を必ず増光する。
The condition for determining whether or not to perform brightening is the
(Brightening condition 1) Brightening is performed only by surplus power during the day. The light is not brightened if there is no surplus.
(Brightening condition 2) The light that has been reduced must be brightened.
減光・増光判定条件の組み合わせは図8に示す4パターンとなる。それぞれの選択をした場合は、図8に示すような動作となる。
図8は、本実施形態に係る減光と増光との組み合わせの例を説明する図である。
減光条件が1、増光条件が1の場合、減光動作は、日中に十分な余剰電力を望める場合にのみ行われ、増光動作は、十分な余剰電力が得られなかった場合の増光が保証されない。このため、備考にあるように、余剰電力の範疇でのみ増光を実施するため、商用電源が使われる可能性は低くなる。そして、日中に余剰電力が無いと判断した場合は減光を行わないため商用電源が使われることになる。
The combination of the dimming and brightening determination conditions is four patterns shown in FIG. When each selection is made, the operation is as shown in FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a combination of dimming and brightening according to the present embodiment.
When the dimming condition is 1 and the dimming condition is 1, the dimming operation is performed only when sufficient surplus power can be expected during the daytime, and the dimming operation is performed when the sufficient surplus power is not obtained. Not guaranteed. For this reason, as described in the remarks, since the brightening is performed only in the category of surplus power, the possibility of using a commercial power supply is reduced. When it is determined that there is no surplus power during the day, commercial power is used because no dimming is performed.
次に、減光条件が1、増光条件が2の場合、減光動作は、日中に十分な余剰電力を望める場合にのみ行われ、増光動作は、十分な余剰電力が得られなかった場合でも増光が保証される。このため、備考にあるように、増光を優先するため蓄電池からの放電及び商用電源が使用されやすくなる。 Next, when the dimming condition is 1 and the dimming condition is 2, the dimming operation is performed only when sufficient surplus power can be expected during the day, and the dimming operation is performed when sufficient surplus power is not obtained. But brightening is guaranteed. For this reason, as mentioned in the remarks, discharge from the storage battery and commercial power supply are likely to be used in order to prioritize brightening.
次に、減光条件が2、増光条件が1の場合、減光動作は、電力供給が足りなくなれば必ず行われ、増光動作は、十分な余剰電力が得られなかった場合は増光が保証されないことになる。この設定は、備考にあるように、例えば、葉物照明に関して、商用電源はほぼ使用しないような場合に用いる。
次に、減光条件が2、増光条件が1の場合、減光動作は、電力供給が足りなくなれば必ず行われ、増光動作は、十分な余剰電力が得られなかった場合でも増光が保証される。この設定でも、備考にあるように、増光を優先するため蓄電池からの放電及び商用電源が使用されやすくなる。
上述した設定のうち、いずれかの設定を初期状態とするようにしてもよい。
Next, when the dimming condition is 2 and the dimming condition is 1, the dimming operation is always performed when the power supply is insufficient, and the dimming operation is not guaranteed when sufficient surplus power is not obtained. It will be. As described in the remarks, this setting is used when, for example, a commercial power supply is hardly used for leaf lighting.
Next, when the dimming condition is 2 and the dimming condition is 1, the dimming operation is always performed when the power supply is insufficient, and the dimming operation is guaranteed even when sufficient surplus power is not obtained. The Even in this setting, as noted in the remarks, discharge from the storage battery and commercial power supply are likely to be used because priority is given to brightening.
Any of the settings described above may be set as an initial state.
ここで、予測動作を行う上での燃料電池の使用可能条件について、以下の(1)かつ(2)ように定義する。
(1)燃料電池用の付図示の制御用インタフェースとの接続が正常である。
(2)総消費電力が燃料電池供給電力設定値以上、または蓄電池が充電停止状態でない。
なお、ネットワーク障害などにより気象予報データの取得が行えなかった場合、制御部10は、予測動作を行わない。
Here, the usable conditions of the fuel cell in performing the prediction operation are defined as (1) and (2) below.
(1) The connection with the control interface for fuel cells shown in the drawing is normal.
(2) The total power consumption is greater than or equal to the fuel cell supply power set value, or the storage battery is not in a charge stopped state.
Note that if the weather forecast data cannot be acquired due to a network failure or the like, the
図9は、本実施形態に係る予測動作の処理手順のフローチャートである。
(ステップS101)負荷制御部106は、取得した天候情報に基づいて、24時間後までの自然エネルギーによる発電量を推測する。
(ステップS102)負荷制御部106は、蓄電池の充電力を除く、24時間後までの消費予定電力を算出する。
FIG. 9 is a flowchart of the processing procedure of the prediction operation according to the present embodiment.
(Step S101) The
(Step S102) The
(ステップS103)負荷制御部106は、ステップS102で算出した結果に基づいて、電力の過不足量の推移を算出する。
(ステップS104)負荷制御部106は、ステップS103で算出した電力の過不足量の推移に基づいて、蓄電池(第4電源20−4及び第5電源20−5)の充放電状態を推測する。
(Step S103) The
(Step S104) The
(ステップS105)負荷制御部106は、ステップS106で算出した蓄電池の充放電を加味した電力の不足量の推移を算出する。
(ステップS106)負荷制御部106は、上述した燃料電池の使用条件を満たしているか否かを判定する。負荷制御部106は、燃料電池の使用条件を満たしている(使用可能)と判定した場合(ステップS106;YES)、ステップS107に進む。または、負荷制御部106は、燃料電池の使用条件を満たしていない(使用不可能)と判定した場合(ステップS106;NO)、ステップS110に進む。
(Step S <b> 105) The
(Step S106) The
(ステップS107)負荷制御部106は、ステップS105で算出した電力が不足する時間帯について、燃料電池を起動させる時間を決定する。
(ステップS108)負荷制御部106は、燃料電池を使用した場合の蓄電池の蓄電池充放電状態を再推測する。
(ステップS109)負荷制御部106は、ステップS108で再推定した蓄電池充放電状態を加味した電力過不足量の推移を算出する。
(Step S107) The
(Step S108) The
(Step S109) The
(ステップS110)負荷制御部106は、電力が不足する期間が存在するか否かを判定する。負荷制御部106は、電力が不足する期間が存在すると判定した場合(ステップS110;YES)、ステップS111に進み、電力が不足する期間が存在しないと判定した場合(ステップS110;NO)、処理を終了する。
(ステップS111)負荷制御部106は、設定による初期LED照明制御レベルに切り替える。負荷制御部106は、LED照明制御レベルがレベル1の場合(ステップS111;レベル1)、ステップS112に進み、LED照明制御レベルがレベル2の場合(ステップS111;レベル2)、ステップS114に進む。
(Step S110) The
(Step S111) The
(ステップS112)負荷制御部106は、光源をLED照明制御レベルがレベル1の動作内容で制御する。
(ステップS113)負荷制御部106は、電力が不足する時間帯が残るか否かを判定する。負荷制御部106は、電力が不足する時間帯が残ると判定した場合(ステップS113;YES)、ステップS114に進み、電力が不足する時間帯が残らないと判定した場合(ステップS113;NO)、処理を終了する。
(ステップS114)負荷制御部106は、光源をLED照明制御レベルがレベル2の動作内容で制御する。
以上で、予測動作の処理を終了する。
(Step S112) The
(Step S113) The
(Step S114) The
The prediction operation process is thus completed.
次に、ステップS112で行うLED照明制御レベルがレベル1の動作手順を説明する。
図10は、本実施形態におけるLED照明制御レベルがレベル1の動作手順のフローチャートである。
(ステップS201)負荷制御部106は、最初の不足時間帯と、遡って蓄電池の充電完了になっている時間までをレベル1の動作対象の区間に決定する。
Next, an operation procedure in which the LED illumination control level performed in step S112 is
FIG. 10 is a flowchart of an operation procedure in which the LED illumination control level is
(Step S <b> 201) The
(ステップS202)負荷制御部106は、対象区間の最後の30分の時刻にカウンタをセットする。
(ステップS203)負荷制御部106は、カウンタをセットした時刻(位置)に燃料電池が起動しているか否かを判定する。負荷制御部106は、カウンタをセットした時刻に燃料電池が起動していると判定した場合(ステップS203;YES)、ステップS204に進み、カウンタをセットした時刻に燃料電池が起動していないと判定した場合(ステップS203;NO)、ステップS209に進む。
(Step S202) The
(Step S203) The
(ステップS204)負荷制御部106は、カウンタをセットした時刻の蓄電池の充電電流が設定値より小さいか否かを判定する。なお、蓄電池の充電電流が設定値より小さいとは、蓄電池の残容量が、例えば10%以下である。荷制御部106は、カウンタをセットした時刻の蓄電池の充電電流が設定値より小さいと判定した場合(ステップS204;YES)、ステップS205に進み、カウンタをセットした時刻の蓄電池の充電電流が設定値より小さくないと判定した場合(ステップS204;NO)、ステップS209に進む。
(Step S204) The
(ステップS205)負荷制御部106は、燃料電池の使用条件を満たしているか否かを判定する。負荷制御部106は、燃料電池の使用条件を満たしている(使用可能)と判定した場合(ステップS205;YES)、ステップS206に進む。または、負荷制御部106は、燃料電池の使用条件を満たしていない(使用不可能)と判定した場合(ステップS205;NO)、ステップS209に進む。
(Step S205) The
(ステップS206)負荷制御部106は、ステップS202でセットしたカウンタの時間(位置)で燃料電池を起動することに決定する。
(ステップS207)負荷制御部106は、燃料電池の停止予定が再起動時間より短いか否かを判定する。負荷制御部106は、燃料電池の停止予定が再起動時間より短いと判定した場合(ステップS207;YES)、ステップS208に進み、燃料電池の停止予定が再起動時間より短くないと判定した場合(ステップS207;NO)、ステップS209に進む。
(Step S206) The
(Step S207) The
(ステップS208)負荷制御部106は、対象の燃料電池の停止予定時刻まで運転状態が維持できると決定する。
(ステップS209)負荷制御部106は、ステップS202でカウンタをセットした時刻より30分前の時刻の位置にセットする。
(Step S208) The
(Step S209) The
(ステップS210)負荷制御部106は、ステップS201で決定した対象区間の先頭までステップS203からS209の処理を行ったか否かを判定する。負荷制御部106は、対象区間の先頭までステップS203からS209の処理を行ったと判定した場合(ステップS210;YES)、ステップS211に進み、対象区間の先頭までステップS203からS209の処理を行っていないと判定した場合(ステップS210;NO)、ステップS203に戻る。
(Step S210) The
(ステップS211)負荷制御部106は、蓄電池の充放電推移を再計算する。次に、負荷制御部106は、電力量過不足の推移を再計算する。
(ステップS212)負荷制御部106は、全ての不足時間帯の処理を終えたか否かを判定する。負荷制御部106は、全ての不足時間帯の処理を終えたと判定した場合(ステップS212;YES)、処理を終了し、全ての不足時間帯の処理を終えていないと判定した場合(ステップS212;NO)、ステップS213に進む。
(ステップS213)負荷制御部106は、次の不足時間帯と、遡って蓄電池が充電完了になっている時間までを対象区間に決定する。負荷制御部106は、決定後、処理をステップS202に戻す。
以上で、LED照明制御レベルがレベル1の動作を終了する。
(Step S211) The
(Step S <b> 212) The
(Step S213) The
This completes the operation of the LED illumination control level of
次に、ステップS114で行うLED照明制御レベルがレベル2の動作手順を説明する。
図11は、本実施形態におけるLED照明制御レベルがレベル2の動作手順のフローチャートである。
(ステップS301)負荷制御部106は、取得した天候情報、推測した消費電力、電力の過不足量の推移に基づいて、1日の余剰電力を算出する。
(ステップS302)負荷制御部106は、減光条件が1であるか2であるか判定する。負荷制御部106は、減光条件が1であると判定した場合(ステップS302;減光設定1)、ステップS303に進み、減光条件が2であると判定した場合(ステップS302;減光設定2)、ステップS304に進む。
Next, an operation procedure in which the LED illumination control level performed in step S114 is
FIG. 11 is a flowchart of an operation procedure in which the LED illumination control level is
(Step S301) The
(Step S302) The
(ステップS303)負荷制御部106は、取得した天候情報、推測した消費電力、電力の過不足量の推移に基づいて、日中に余剰電力があるか否かを判定する。負荷制御部106は、日中に余剰電力があると判定した場合(ステップS303;YES)、ステップS304に進み、日中に余剰電力がないと判定した場合(ステップS303;NO)、ステップS311に進む。なお、日中とは、例えば第2の時間帯である。
(ステップS303)負荷制御部106は、減光処理を実施する対象時間内の減光予定(稼働スケジュール)を決定する。
(Step S303) The
(Step S303) The
(ステップS305)負荷制御部106は、ステップS303と同様に、日中に余剰電力があるか否かを判定する。負荷制御部106は、日中に余剰電力があると判定した場合(ステップS305;YES)、ステップS306に進み、日中に余剰電力がないと判定した場合(ステップS305;NO)、ステップS311に進む。
(ステップS306)負荷制御部106は、日中時間内の対象時間内の増光予定(稼働スケジュール)を決定する。
(Step S305) The
(Step S306) The
(ステップS307)負荷制御部106は、減光を行う場合、減光分に対して日中の増光が不足するか否かを判定する。負荷制御部106は、減光分に対して日中の増光が不足すると判定した場合(ステップS307;YES)、ステップS308に進み、減光分に対して日中の増光が不足しないと判定した場合(ステップS307;NO)、ステップS311に進む。
(ステップS308)負荷制御部106は、増光条件が1であるか2であるか判定する。負荷制御部106は、増光条件が1であると判定した場合(ステップS308;増光設定1)、ステップS311に進み、増光条件が2であると判定した場合(ステップS308;減光設定2)、ステップS304に進む。
(Step S307) When the light is to be dimmed, the
(Step S308) The
(ステップS309)負荷制御部106は、日没後の時間帯の増光予定を決定する。なお、日没の時間は、例えば天候情報に含まれているようにしてもよい。
(ステップS310)負荷制御部106は、LED照明制御レベルがレベル1の動作を行う。
(Step S309) The
(Step S310) The
(ステップS311)負荷制御部106は、予測当日と翌日との予測処理を完了したか否かを判定する。負荷制御部106は、予測当日と翌日との予測処理を完了したと判定した場合(ステップS311;YES)、処理を終了し、予測当日と翌日との予測処理を完了していないと判定した場合(ステップS311;NO)、ステップS312に進む。
(ステップS312)負荷制御部106は、翌日の減光及び増光判断に移行する。ステップS312終了後、ステップS301に戻る。
(Step S311) The
(Step S312) The
図12は、本実施形態に係る照明機器の発光状態を説明する図である。
図12(a)は、稼働スケジュールに対して、取得した天候情報に含まれる日照量に基づいて推定した発電される電力が十分であり、且つ第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力が十分である場合の例である。この場合、負荷制御部106は、例えば、発電される電力が所定の電力に達する時刻が0時から8時までの間、第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力を、駆動回路30および駆動回路40に供給するように制御信号を生成する。
FIG. 12 is a diagram illustrating a light emission state of the lighting device according to the present embodiment.
FIG. 12A shows that the generated power estimated based on the amount of sunlight included in the acquired weather information is sufficient for the operation schedule, and the fourth power source 20-4 and the fifth power source 20-5. This is an example in the case where the power charged in the battery is sufficient. In this case, the
この制御信号に応じて、第4電圧変換器101−4からの電力がダイオード102−4を介して、また第5電圧変換器101−5からの電力がダイオード102−5を介して、母線直流バスplに供給される。また、発電される電力が所定の電力に達した時刻が8時から14時までの間、第2電源20−2および第3電源20−3が発電した電力を、駆動回路30および駆動回路40に供給するように制御信号を生成する。この制御信号に応じて、第2電圧変換器101−2からの電力がダイオード102−2を介して、また第3電圧変換器101−3からの電力がダイオード102−3を介して、母線直流バスplに供給される。また、負荷制御部106は、時刻が0時から14時の間、負荷50および負荷60を、100%で点灯するように駆動回路30および駆動回路40を制御する駆動制御信号を生成する。
この結果、図12(a)のように、時刻が0時から14時の間、負荷50および負荷60は、それぞれ100%の輝度で点灯する。
In response to this control signal, the power from the fourth voltage converter 101-4 passes through the diode 102-4, and the power from the fifth voltage converter 101-5 passes through the diode 102-5 to generate a bus direct current. It is supplied to the bus pl. Further, the power generated by the second power source 20-2 and the third power source 20-3 is converted into the drive circuit 30 and the
As a result, as shown in FIG. 12A, the
図12(b)および図12(c)は、図2に示したスケジュールに対して、取得した天候情報に含まれる日照量に基づいて推定した発電される電力が不十分であり、且つ第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力で不足分を補えない場合の例である。この場合も、負荷制御部106は、例えば、発電される電力が所定の電力に達する時刻が0時から8時までの間、第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力を、駆動回路30および駆動回路40に供給するように制御信号を生成する。この制御信号に応じて、第4電圧変換器101−4からの電力がダイオード102−4を介して、また第5電圧変換器101−5からの電力がダイオード102−5を介して、母線直流バスplに供給される。
12 (b) and 12 (c) show that the generated power estimated based on the amount of sunlight included in the acquired weather information is insufficient with respect to the schedule shown in FIG. This is an example in which the shortage cannot be compensated for by the power charged in the power supply 20-4 and the fifth power supply 20-5. Also in this case, the
図12(b)の場合、時刻が0時から14時の間、負荷制御部106は、発電される電力が不足するため、負荷50および負荷60を、50%で点灯するように駆動回路30および駆動回路40を制御する駆動制御信号を生成する。
この結果、図12(b)のように、時刻が0時から14時の間、負荷50および負荷60は、それぞれ50%の輝度で点灯する。
図12(c)の場合、負荷制御部106は、発電される電力が不足するため、時刻が0時から14時の間、負荷50を100%で点灯させ、負荷60を消灯させるように駆動回路30および駆動回路40を制御する駆動制御信号を生成する。
この結果、図12(c)のように、時刻が0時から14時の間、負荷50は、100%の輝度で点灯し、負荷60は、消灯する。
In the case of FIG. 12B, during the time from 0:00 to 14:00, the
As a result, as shown in FIG. 12B, the
In the case of FIG. 12C, the
As a result, as shown in FIG. 12C, the
図13は、本実施形態に係る照明機器の他の発光状態を説明する図である。図13(a)は、天候情報に基づいて推定した発電される電力が十分である場合の負荷50の発光状態の例である。また、図13(b)および図13(c)は、天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合の負荷50の発光状態の例である。図13(a)〜図13(c)では、負荷50の発光状態を示しているが、負荷60の発光状態も負荷50の発光状態と同じである。また、図13において、横軸は時刻である。
FIG. 13 is a diagram illustrating another light emission state of the lighting device according to the present embodiment. FIG. 13A is an example of the light emission state of the
天候情報に基づいて推定した発電される電力が十分である場合、図13(a)の符号501〜符号503で示される図のように、負荷制御部106は、時刻がt11からt14の間、負荷50を100%の輝度で点灯させる。
一方、天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合、図13(b)の符号511で示される図のように、負荷制御部106は、日照量が十分な時間帯である時刻がt11からt12の間、負荷50を100%の輝度で点灯させるように制御する。そして、負荷制御部106は、日照量が不十分な時間帯である時刻がt12からt13の間、符号512で示される図のように負荷50を70%の輝度で点灯させ、日照量が多い時間帯である時刻がt13からt14の間、符号513で示される図のように負荷50を130%の輝度で点灯させるように制御する。すなわち、図13(b)のように、負荷制御部106は、日照量から推定される電力が不足する時間帯の輝度を下げ、日照量から推定される電力が多い時間帯の輝度を上げることで、時刻がt11〜t14の間の合計の照射量を、所定の照射量になるように調整する。
When the generated electric power estimated based on the weather information is sufficient, as shown in the diagram indicated by
On the other hand, when the generated electric power estimated based on the weather information is insufficient, as shown in the diagram indicated by
また、天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合、図13(c)の符号521で示される図のように、負荷制御部106は、照射時間の内、日照量が多い時間帯である時刻がt11からt12の間、負荷50を130%の輝度で点灯させるように制御する。そして、負荷制御部106は、日照量が不十分な時間帯である時刻がt12からt13の間、符号522で示される図のように負荷50を70%の輝度で点灯させ、日照量が十分な時間帯である時刻がt13からt14の間、符号523で示される図のように負荷50を100%の輝度で点灯させるように制御する。すなわち、図13(c)のように、負荷制御部106は、日照量から推定される電力が不足することが予測される場合、予め日照量から推定される電力が多い時間帯の輝度を上げ、日照量から推定される電力が不足する時間帯の輝度を下げることで、時刻がt11〜t14の間の合計の照射量を、所定の照射量になるように調整する。
In addition, when the generated power estimated based on the weather information is insufficient, the
換言すると、図13(b)のように、負荷制御部106は、時刻がt12からt13の間、日照量に基づいて推定した電力が不足し、輝度を落とす必要がある場合、その後の時間帯で100%の輝度で発光させても余剰な電力が発電されるか否かを判別する。そして、余剰な電力が発電されると判別した場合、負荷制御部106は、符号513のように、時刻がt13からt14の間に、時刻がt12からt13の間で発光した輝度の不足分を補うように発光量を増やすように制御する。
あるいは、図13(c)のように、負荷制御部106は、時刻がt12からt13の間、日照量に基づいて推定した電力が不足し、輝度を落とす必要がある場合、その前の時間帯で100%の輝度で発光させても余剰な電力が発電されるか否か判別する。そして、余剰な電力が発電されると判別した場合、負荷制御部106は、符号521のように、時刻がt11からt12の間に、時刻がt12からt13の間で発光させる予定の輝度の不足分を補うように発光量を増やすように制御する。すなわち、図13(c)の例は、電力が不足することが予測される場合、余力があるときに、あらかじめ大きな輝度で発光させておくように負荷制御部106が制御している。
In other words, as shown in FIG. 13B, when the
Alternatively, as shown in FIG. 13C, the
一例として、9時間の間、5000カンデラの光を照射し続ける必要がある場合を説明する。
図13(a)のように天候情報に基づいて推定した発電される電力が十分である場合、負荷制御部106は、9時間の間、負荷50を5000カンデラの輝度で発光させる。この結果、9時間の間に照射された合計の輝度は、45000カンデラ・時間(=5000カンデラ×9時間)になる。
図13(b)のように天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合、負荷制御部106は、3時間(時刻t11〜t12)の間、負荷50を5000カンデラの輝度で発光させ、3時間(時刻t12〜t13)の間、負荷50を3500カンデラ(=5000カンデラ×70%)の輝度で発光させる。さらに、負荷制御部106は、3時間(時刻t13〜t14)の間、負荷50を6500カンデラ(=5000カンデラ×130%)の輝度で発光させる。
As an example, the case where it is necessary to continue irradiating 5000 candela for 9 hours is demonstrated.
When the generated power estimated based on the weather information is sufficient as shown in FIG. 13A, the
When the generated power estimated based on the weather information is insufficient as shown in FIG. 13B, the
図13(c)のように天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合、負荷制御部106は、3時間(時刻t11〜t12)の間、負荷50を6500カンデラ(=5000カンデラ×130%)の輝度で発光させ、3時間(時刻t12〜t13)の間、負荷50を3500カンデラ(=5000カンデラ×70%)の輝度で発光させる。さらに、負荷制御部106は、3時間(時刻t13〜t14)の間、負荷50を5000カンデラの輝度で発光させる。
この結果、図13(b)および図13(c)の場合、9時間の間に照射された合計の輝度は、45000カンデラ・時間(=5000カンデラ×3時間+3500カンデラ×3時間+6500カンデラ×3時間)になる。
When the generated power estimated based on the weather information is insufficient as shown in FIG. 13C, the
As a result, in the case of FIG. 13B and FIG. 13C, the total luminance irradiated during 9 hours is 45000 candela hours (= 5000 candela × 3 hours + 3500 candela × 3 hours + 6500 candela × 3 Time).
なお、上記の例では、日照量に応じて1日の中で、輝度を調整する例を説明したが、これに限られない。例えば、図13(b)の場合、負荷制御部106は、1日目に負荷50を100%の輝度で発光させ、2日目に負荷50を70%の輝度で発光させ、3日目に負荷50を130%の輝度で発光させるようにしてもよい。この場合、負荷制御部106は、取得した一週間分の天候情報に基づいて、このような輝度の調整を行うようにしてもよい。また、上述した例では、負荷50および負荷60の輝度を調整する例を説明したが、負荷制御部106は、取得した天候情報に基づいて、蓄電池である第4電源20−4および第5電源20−5に対して充電を行うタイミングも制御するようにしてもよい。例えば、負荷制御部106は、取得した天候情報に基づいて推定した発電される電力が、負荷50および負荷60の消費電力を上回る時間帯に、第4電源20−4および第5電源20−5に対して充電を行うように制御するようにしてもよい。
In the above example, the example in which the luminance is adjusted during the day according to the amount of sunlight has been described, but the present invention is not limited to this. For example, in the case of FIG. 13B, the
次に、天候情報に基づいて点灯させる時間を短縮させる例を説明する。
図14は、本実施形態に係る照明機器の他の発光状態を説明する図である。図14に示した例も、天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合の発光状態の一例である。
図14の符号531及び532に示す図のように、負荷制御部106は、日照量が多い時間帯である時刻がt21からt22の間、および時刻がt22からt23の間、負荷50を150%の輝度で点灯させる。そして、負荷制御部106は、日照量が不十分な時間帯である時刻がt23からt24の間、符号533に示す図のように負荷50を消灯させる。すなわち、図14の符号533に示す図のように、負荷制御部106は、日照量から推定される電力が不足する時間帯は消灯させることで点灯時間を短縮させ、日照量から推定される電力が十分な時間帯の輝度を上げることで、時刻がt21〜t24の間の合計の照射量を、所定の照射量になるように調整する。
なお、図14に示した例においても、負荷制御部106は、1日目に負荷50を150%の輝度で発光させ、2日目に負荷50を150%の輝度で発光させ、3日目に負荷50を消灯させるようにしてもよい。このように、負荷制御部106は、数日間の平均の輝度が、所定の輝度になるように制御するようにしてもよい。すなわち、本実施形態では、ある期間(たとえば発芽〜収穫までの期間)において、植物育成用照明の「輝度×時間」(図3の符号201aの領域)が一定の値になるように調整することによって、植物育成の期間が一定で発育状態が一定になるように制御している。
Next, an example of shortening the lighting time based on the weather information will be described.
FIG. 14 is a diagram illustrating another light emission state of the lighting device according to the present embodiment. The example shown in FIG. 14 is also an example of the light emission state when the generated power estimated based on the weather information is insufficient.
As shown in the diagrams indicated by
Also in the example shown in FIG. 14, the
以上のように、本実施形態に係る独立電源システム1は、負荷(30、60)に電力を供給する少なくとも1つの電源(第n電源20−n)と、天候情報と、電源(第n電源20−n)から負荷(30、60)に供給される電力量の状況とに基づいて、電源の電力を推定し、推定した結果に基づいて、負荷の状態を制御する負荷制御部106と、を備える。
また、本実施形態に係る独立電源システム1において、天候情報は、自独立電源システムが設置されている地点を含む場所の時間毎の日照量または風速の情報である。
As described above, the independent
Further, in the independent
この構成によって、本実施形態に係る独立電源システム1は、負荷制御部106が、取得した天候情報に基づいて、電源の電力を推定し、推定した結果に基づいて、負荷の状態を制御するため、電力に応じて負荷50および負荷60の輝度を制御することができる。
With this configuration, the independent
なお、本実施形態では、負荷制御部106が負荷50の輝度を制御するために駆動回路30を制御する例を説明したが、これに限られない。例えば、負荷50および負荷60がモータの場合、負荷制御部106は、第6電圧変換器103が出力する電圧値または第7電圧変換器104が出力する電圧値を制御することで、負荷50および負荷60に供給する電圧値を制御するようにしてもよい。例えば、負荷50および負荷60であるモータの回転数を制御することができる。例えば、第6電圧変換器103の最大出力が100Vに対して、負荷制御部106は、例えば、出力する電圧値を50V〜100Vの値の間で制御するようにしてもよい。
In the present embodiment, the example in which the
[第2実施形態]
第1実施形態では、負荷50および負荷60が、照明機器の例を説明したが、本実施形態では、負荷が基地局の場合を説明する。
図15は、本実施形態に係る独立電源システム1Aの概略構成図である。図15に示すように、独立電源システム1Aは、制御部10A、第1電源20−1〜第5電源20−5、充放電制御部71、及び充放電制御部72を備えている。また、制御部10Aには、基地局70および基地局80が接続されている。なお、図15では、独立電源システム1Aが、5つの電源を備える例を示したが、電源は2つ以上であればよい。なお、独立電源システム1(図1)の構成図と同じ機能を有する機能部には同じ符号を用いて、説明を省略する。
また、以下の説明において、第1電源20−1〜第5電源20−5のうちの1つを特定しない場合は、第n電源20−n(nは1から5の整数)という。また、第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5のうちの1つを特定しない場合は、第n電圧変換器101−nという。また、ダイオード102−1〜102−5のうちの1つを特定しない場合は、ダイオード102−nという。また、第n電源20−nの出力電圧をVsn’といい、第n電圧変換器101−nの出力電圧をVsnという。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, an example in which the
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an independent power supply system 1A according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 15, the independent power supply system 1A includes a
Further, in the following description, when one of the first power source 20-1 to the fifth power source 20-5 is not specified, it is referred to as an nth power source 20-n (n is an integer of 1 to 5). Further, when one of the first voltage converter 101-1 to the fifth voltage converter 101-5 is not specified, it is referred to as an nth voltage converter 101-n. When one of the diodes 102-1 to 102-5 is not specified, it is referred to as a diode 102-n. The output voltage of the nth power supply 20-n is referred to as Vsn ′, and the output voltage of the nth voltage converter 101-n is referred to as Vsn.
なお、図15に示した例では、制御部10Aが、2つの基地局80と90に電力を供給する例を示したが、これに限られない。例えば、1つの基地局80が、内部構成が二重化されているような2つの無線装置を備えていてもよい。
In the example illustrated in FIG. 15, the
制御部10Aは、第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5、ダイオード102−1〜102−5、第6電圧変換器103、第7電圧変換器104、情報取得部105、負荷制御部106A、および記憶部107Aを備えている。
記憶部107Aには、独立電源システム1Aが設置されている地域の、例えば現時点から先の一週間分の日照量と時刻とが関連づけられた情報が記憶されている。
The
The
基地局70は、制御部10Aの第6電圧変換器103が出力した電力を、各機能部に供給する。また、基地局70は、制御部10Aが出力した通信制御信号に基づいて、通信速度を変更し、または通信を行わないように制御する。
基地局80は、制御部10Aの第7電圧変換器104が出力した電力を、各機能部に供給する。また、基地局80は、制御部10Aが出力した通信制御信号に基づいて、通信速度を変更し、または通信を行わないように制御する。
なお、各機能部とは、送信部、受信部、変調部、復調部、通信制御部等、一般的な基地局が有する機能部である。
The
The
Note that each functional unit is a functional unit included in a general base station, such as a transmission unit, a reception unit, a modulation unit, a demodulation unit, and a communication control unit.
負荷制御部106Aは、情報取得部105が出力した天候情報を記憶部107Aに記憶させる。負荷制御部106Aは、情報取得部105が出力した残容量情報、および記憶部107Aに記憶されている天候情報に基づいて、基地局70および基地局80に電力を供給する第n電源20−nを選択する。そして、負荷制御部106Aは、選択した結果に応じて第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5のうちの、0個、1個、あるいは1個以上の電力を出力するか制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を第1電圧変換器101−1〜第5電圧変換器101−5に出力する。また、負荷制御部106Aは、記憶部107Aに記憶されている天候情報、情報取得部105が出力した残容量情報、および生成した制御信号に基づいて、通信速度を制御するための通信制御信号を生成し、生成した通信制御信号を、基地局70および基地局80に出力する。
The
図16は、本実施形態に係る基地局の通信状態を説明する図である。なお、以下の説明において、電力が多い状態、電力が十分な状態、および電力が不十分な状態の定義は、第1実施形態と同様である。
符号601が示す領域は、取得した天候情報に含まれる日照量に基づいて推定した発電される電力が十分であり、且つ第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力が十分である場合を説明する図である。この場合、負荷制御部106Aは、例えば、発電される電力が所定の電力に達するまでの間、第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力を、基地局70および基地局80に供給するように制御信号を生成する。この制御信号に応じて、第4電圧変換器101−4からの電力がダイオード102−4を介して、および第5電圧変換器101−5からの電力がダイオード102−5を介して、母線直流バスplに供給される。また、発電される電力が所定の電力に達した日中の間、第2電源20−2および第3電源20−3が発電した電力を、基地局70および基地局80に供給するように制御信号を生成する。この制御信号に応じて、第2電圧変換器101−2からの電力がダイオード102−2を介して、また第3電圧変換器101−3からの電力がダイオード102−3を介して、母線直流バスplに供給される。また、日中の間、制御部10Aは、第2電源20−2が発電した電力が第4電源20−4に充電されるように制御し、第3電源20−3が発電した電力が第5電源20−5に充電されるように制御する。そして、符号601が示す領域のように、負荷制御部106Aは、100%の通信速度で通信を行うように、基地局70および基地局80を制御する通信制御信号を生成する。なお、100%の通信速度とは、基地局70および基地局80に予め設定されている最大の通信速度である。
FIG. 16 is a diagram for explaining the communication state of the base station according to the present embodiment. In the following description, the definitions of the state where the power is high, the state where the power is sufficient, and the state where the power is insufficient are the same as those in the first embodiment.
In the region indicated by
符号602及び603が示す領域は、取得した天候情報に含まれる日照量に基づいて推定した発電される電力が不十分であり、且つ第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力で不足分を補えない場合の例である。この場合、負荷制御部106Aは、例えば、発電される電力が所定の電力に達するまでの間、第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力を、基地局70および基地局80に供給するように制御信号を生成する。この制御信号に応じて、第4電圧変換器101−4からの電力がダイオード102−4を介して、また第5電圧変換器101−5からの電力がダイオード102−5を介して、母線直流バスplに供給される。
In the areas indicated by
図16の場合、負荷制御部106Aは、発電される電力が不足するため、基地局80及び90の出力を落とす、または通信速度を下げるように基地局70および基地局80を制御する通信制御信号を生成する。この結果、図16のように、基地局70および基地局80それぞれは、符号601で示した領域のときより通信速度を下げて通信を行う。このように、出力を落とすか、通信速度を下げることによって、基地局80及び90の消費電力を下げる。
符号603で示した領域の場合、負荷制御部106Aは、発電される電力が不足するため、基地局70を100%の通信速度で通信させ、基地局80を通信させないように制御する通信制御信号を生成する。この結果、符号603で示した領域のように、基地局70は、100%の通信速度で通信を行い、基地局80は、通信を行わない。
なお、発電される電力が不足する場合、負荷制御部106Aは、例えば、通信を行うデータ量に基づいて、符号602で示した領域と符号603で示した領域のどちらのパターンで制御するか選択する。
In the case of FIG. 16, the
In the area indicated by
When the generated power is insufficient, for example, the
図17は、本実施形態に係る基地局の他の通信状態を説明する図である。図17(a)は、天候情報に基づいて推定した発電される電力が十分である場合且つ第4電源20−4および第5電源20−5に充電されている電力が十分である場合の基地局70の通信状態の例である。また、図17(b)は、天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合の基地局70の通信状態の例である。図17(a)および図17(b)では、基地局70の通信状態を示しているが、基地局80の通信状態も基地局70の通信状態と同じである。また、図17において、横軸は時刻である。
FIG. 17 is a diagram for explaining another communication state of the base station according to the present embodiment. FIG. 17A shows a base in the case where the generated power estimated based on the weather information is sufficient and the power charged in the fourth power source 20-4 and the fifth power source 20-5 is sufficient. It is an example of the communication state of the
天候情報に基づいて推定した発電される電力が十分である場合、図17(a)の符号701〜符号703に示す図のように、負荷制御部106Aは、時刻がt31からt34の間、基地局70を100%の通信速度で通信させるように制御する。
一方、天候情報に基づいて推定した発電される電力が不足する場合かつ長時間の通信を行う必要がある場合、図17(b)の符号711〜符号713に示す図のように、負荷制御部106Aは、時刻がt31からt34の間、基地局70を70%の通信速度で通信させるように制御する。
When the generated power estimated based on the weather information is sufficient, as shown in the diagram indicated by
On the other hand, when the generated electric power estimated based on the weather information is insufficient and when it is necessary to perform long-time communication, as shown in the diagram indicated by
以上のように、本実施形態に係る独立電源システム1Aは、負荷制御部106Aが、取得した天候情報に基づいて、電源の電力を推定し、推定した結果に基づいて、負荷の状態を制御するため、電力に応じて基地局70および基地局80の通信速度を制御することができる。
As described above, in the independent power supply system 1A according to the present embodiment, the
なお、第1実施形態および第2実施形態では、図1および図15において、負荷が2つの場合を説明したが、これに限られず、負荷は1つであっても3つ以上であってもよい。この場合であっても、独立電源システム1が負荷毎の駆動回路を備え、負荷制御部106または負荷制御部106Aは、取得した天候情報に基づいて、負荷毎の駆動回路を制御して負荷に供給する電力を制御するようにしてもよい。
In the first embodiment and the second embodiment, the case where there are two loads in FIGS. 1 and 15 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number of loads may be one or three or more. Good. Even in this case, the independent
また、第1実施形態および第2実施形態では、第1電源20−1として風力発電機、第2電源20−2および第3電源20−3として太陽光発電機、第4電源20−4および第5電源20−5として蓄電池の例を説明したが、これに限られない。第1電源20−1〜第5電源20−5の電源20は、独立電源システム1または独立電源システム1Aが使用される環境に応じて、他の電源、例えば地熱発電機、水力発電機等であってもよい。
In the first and second embodiments, the first power source 20-1 is a wind power generator, the second power source 20-2 and the third power source 20-3 are solar power generators, the fourth power source 20-4, and Although the example of the storage battery was demonstrated as the 5th power supply 20-5, it is not restricted to this. The power source 20 of the first power source 20-1 to the fifth power source 20-5 is another power source, for example, a geothermal generator, a hydroelectric generator, or the like depending on the environment in which the
なお、制御部10(または10A)の一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Note that a program for realizing a part of the function of the control unit 10 (or 10A) is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. You may process each part by. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.
1、1A…独立電源システム、10、10A…制御部、20−n…第n電源、20−1〜20−5…第1電源〜第5電源、50、60…負荷、71、72…充放電制御部、101−n、101A−n…第n電圧変換器、101−1〜101−5、101A−1〜101A−5…第1電圧変換器〜第5電圧変換器、102−n、102−1〜102−5…ダイオード、103…第6電圧変換器、104…第7電圧変換器、105…位置情報取得部、106…負荷情報制御部、107…記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
天候情報と前記電源から前記照明機器に供給される電力量の状況とに基づいて、所定時間の間を対象として前記電源から前記照明機器に供給可能な前記電源の電力を推定し、推定した結果に基づいて、前記所定時間と前記照明器具の輝度の目標値として設定された基準輝度とから決まる照射量を満たすようにしつつ、前記推定された電力の範囲内で前記照明機器の輝度を制御する負荷制御部と、
を備える独立電源システム。 At least one power source that generates electricity based on natural energy and supplies power to a lighting device that is a plant-growing lighting ;
Results based from the the weather information source to the situation of the amount of power supplied to the lighting device, the power estimation of the power that can be supplied to the lighting device from the power supply during a target for a predetermined time, the estimated based on, while to fill the dose determined from the set reference luminance as the target value of the luminance of the predetermined time and the luminaire, and controls the brightness of the lighting device within range of the estimated power A load control unit;
Independent power system.
請求項1に記載の独立電源システム。 The load control unit is a case where the estimated power is smaller than power corresponding to the reference luminance at a first time of the predetermined time, and is later than the first time of the predetermined time. In the second time, when the estimated power is larger than the power corresponding to the reference luminance, a range in which the estimated power is surplus with respect to the power corresponding to the reference luminance in the second time The independent power supply system according to claim 1, wherein the brightness of the lighting device is controlled to be higher than the reference brightness .
請求項1又は請求項2に記載の独立電源システム。 The load control unit is a case where the estimated power is larger than power corresponding to the reference luminance in the first time of the predetermined time, and is later than the first time of the predetermined time. In the second time, when the estimated power is smaller than the power corresponding to the reference luminance, the estimated power is surplus with respect to the power corresponding to the reference luminance in the first time. The independent power supply system according to claim 1 , wherein the brightness of the lighting device is controlled to be higher than the reference brightness .
自独立電源システムが設置されている地点を含む場所の時間毎の日照量または風速の情報である
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の独立電源システム。 The weather information is
The independent power supply system according to any one of claims 1 to 3, which is information on the amount of sunshine or wind speed for each hour of a place including a point where the self-independent power supply system is installed.
前記蓄電池に充電されている容量に関する容量情報を取得する情報取得部を備え、
前記負荷制御部は、
前記情報取得部が取得した前記容量情報に基づいて、前記照明機器の輝度を制御する
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の独立電源システム。 A plurality of the power supplies, at least one of the plurality of power supplies is a storage battery,
An information acquisition unit for acquiring capacity information related to the capacity charged in the storage battery;
The load control unit
The independent power supply system according to any one of claims 1 to 4, wherein brightness of the lighting device is controlled based on the capacity information acquired by the information acquisition unit.
負荷制御部が、天候情報と、前記電源から前記照明機器に供給される電力量の状況とに基づいて、所定時間の間を対象として前記電源から前記照明機器に供給可能な前記電源の電力を推定し、推定した結果に基づいて、前記所定時間と前記照明器具の輝度の目標値として設定された基準輝度とから決まる照射量を満たすようにしつつ、前記推定された電力の範囲内で前記照明機器の輝度を制御する負荷制御手順と、
を含む独立電源システムの制御方法。 A method for controlling an independent power supply system in an independent power supply system that has at least one power supply that generates power based on natural energy and supplies power to a lighting device that is a plant-growing lighting ,
Based on the weather information and the status of the amount of power supplied from the power source to the lighting device , the load control unit determines the power of the power source that can be supplied from the power source to the lighting device for a predetermined time. Based on the estimation result, the illumination is within the estimated power range while satisfying an irradiation amount determined from the predetermined time and a reference luminance set as a target value of the luminance of the lighting fixture. A load control procedure for controlling the brightness of the device ;
Control method for an independent power supply system including:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014006152A JP6300144B2 (en) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | Independent power supply system and control method of independent power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014006152A JP6300144B2 (en) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | Independent power supply system and control method of independent power supply system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015136222A JP2015136222A (en) | 2015-07-27 |
JP6300144B2 true JP6300144B2 (en) | 2018-03-28 |
Family
ID=53767711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014006152A Active JP6300144B2 (en) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | Independent power supply system and control method of independent power supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6300144B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6683449B2 (en) * | 2015-10-01 | 2020-04-22 | 日本無線株式会社 | Independent power supply system and control method for independent power supply system |
JP7072044B2 (en) | 2018-02-19 | 2022-05-19 | 株式会社東芝 | Power supply system control device, power supply system control method, and power supply system |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05159885A (en) * | 1991-04-30 | 1993-06-25 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | Lighting system by solar battery |
JP2000049663A (en) * | 1998-04-17 | 2000-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Radio communication device and transmission rate control method |
JP3719482B2 (en) * | 1998-07-29 | 2005-11-24 | 株式会社デンソー | Wireless communication device |
JP2005269724A (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell device |
JP4396389B2 (en) * | 2004-05-18 | 2010-01-13 | パナソニック電工株式会社 | Lighting equipment for plant growth |
JP2008301706A (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Origin Bio Technology Kk | Lighting equipment for mushroom cultivation, and mushroom cultivating method |
JP2010187625A (en) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Iwasaki Electric Co Ltd | Illuminator for cultivation |
JP2012114753A (en) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Fujitsu Ltd | Base station, base station control method and base station control program |
JP5625005B2 (en) * | 2012-02-27 | 2014-11-12 | 株式会社日立製作所 | Stand-alone power supply system |
-
2014
- 2014-01-16 JP JP2014006152A patent/JP6300144B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015136222A (en) | 2015-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8525441B2 (en) | Lamp powering technology | |
ES2748298T3 (en) | A method and system for the optimal distribution of power between a battery and an electrical network | |
JP4641507B2 (en) | Power supply system | |
JP6371845B2 (en) | Photovoltaic and battery operating system and method for controlling the same | |
US10734913B2 (en) | Method and apparatus for bidirectional power production in a power module | |
US11251648B2 (en) | Battery charge method and device | |
US20160094088A1 (en) | Lighting unit having energy harvesting power management system | |
JP2009232668A (en) | Electric power supply system and power supply method | |
JP2020536345A (en) | LED lighting system and its method | |
JP6300144B2 (en) | Independent power supply system and control method of independent power supply system | |
JP6511656B2 (en) | Independent power system | |
JP2016127617A (en) | Photovoltaic power generation system | |
US20110084646A1 (en) | Off-grid led street lighting system with multiple panel-storage matching | |
BG66619B1 (en) | Method for control of the accumulation and consumption of energy and device for its implementation | |
JP2009169800A (en) | Control device of photovoltaic power system | |
JP2019046157A (en) | Sensor device and method for controlling the same | |
JP2012054142A (en) | Led lighting system | |
KR102191801B1 (en) | Control method of solar street light lamp | |
Islam et al. | Efficient load and charging method for solar powered home lighting system of Bangladesh | |
Kurtev | Autonomous Street Lighting System with Batteries and PV Generators: System Modeling and Results | |
WO2011122443A1 (en) | Illumination device | |
Dang et al. | Autonomous photovoltaic system for night-time lighting in the stable | |
KR101544915B1 (en) | Apparatus for controlling illuminator automatically using Iilluminance measuring module | |
JP2006054985A (en) | Self-circulation type energy saving power supply device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171006 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171017 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6300144 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |